Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2017



PYTANIE NR 20.
Oblicz stężenie molowe kwasu siarkowego(VI), jeżeli gęstość roztworu wodnego zawierającego 98% masowych kwasu wynosi 1,84 g/cm3.
Ilustracja przedstawia wzór chemiczny kwasu siarkowego(VI) z podaną masą molową.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przyjmij 1 dm3 roztworu.
Masa roztworu: 1,84 g/cm3 × 1000 cm3 = 1840 g.
Masa H2SO4: 0,98 × 1840 g = 1803,2 g.
Liczba moli: 1803,2 g / 98,08 g/mol ≈ 18,4 mol, więc c ≈ 18,4 mol/dm3.

Pełne wyjaśnienie:

Stężenie molowe c wyraża liczbę moli substancji rozpuszczonej przypadającą na 1 dm3 roztworu. W danych mamy procent masowy (98% m/m) oraz gęstość roztworu, więc najprościej wykonać obliczenia dla objętości 1 dm3.

1) Masa 1 dm3 roztworu z gęstości
Gęstość: 1,84 g/cm3.
Wiadomo, że 1 dm3 = 1000 cm3.
Zatem masa roztworu o objętości 1 dm3:
m(roztworu) = ρ · V = 1,84 g/cm3 · 1000 cm3 = 1840 g.

2) Masa kwasu siarkowego(VI) z 98% (m/m)
98% masowych oznacza, że w 100 g roztworu jest 98 g H2SO4. Czyli udział masowy to 0,98.
m(H2SO4) = 0,98 · 1840 g = 1803,2 g.

3) Liczba moli H2SO4
Korzystamy z masy molowej H2SO4 (około 98,08 g/mol).
n = m/M = 1803,2 g / 98,08 g/mol ≈ 18,39 mol.

4) Stężenie molowe
Ponieważ przyjęliśmy objętość roztworu V = 1 dm3, to:
c = n/V ≈ 18,39 mol / 1 dm3 ≈ 18,4 mol/dm3.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 1,84 mol/dm3 – to typowy efekt pomylenia gęstości (1,84 g/cm3) ze stężeniem molowym albo pominięcia przeliczeń % masowego i masy molowej.
  • 0,0184 mol/dm3 – wskazuje na błąd skali, zwykle wynikający z niewłaściwego przeliczenia cm3 na dm3 (np. potraktowanie 1 dm3 jako 1 m3) lub błędnego przesunięcia przecinka.
  • 0,00184 mol/dm3 – to jeszcze większy błąd rzędu wielkości, często powstający przy wielokrotnym, niekontrolowanym przeliczaniu jednostek lub nieprawidłowym podstawieniu objętości.

Wskazówka egzaminacyjna: W zadaniach "gęstość + % masowy" prawie zawsze opłaca się przyjąć 1 dm3 roztworu, bo wtedy wynik od razu ma jednostkę mol/dm3. Na końcu sprawdź sensowność: 98% H2SO4 to roztwór bardzo stężony, więc molowość rzędu kilkunastu–kilkudziesięciu mol/dm3 jest logiczna.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć stężenie molowe z gęstości i procentu masowego?
Przyjmij 1 dm3 roztworu. Z gęstości policz jego masę: m=ρ·V. Następnie z % (m/m) wyznacz masę substancji: ms=u·m. Potem liczba moli: n=ms/M. Ponieważ V=1 dm3, to c=n/V równa się liczbie moli.
Co oznacza zapis 98% masowych (m/m) w roztworze H2SO4?
98% (m/m) oznacza, że w 100 g roztworu znajduje się 98 g H2SO4 i 2 g wody (pomijając domieszki). To nie jest procent objętościowy. W obliczeniach używa się ułamka 0,98 jako udziału masowego substancji rozpuszczonej.
Dlaczego w takich zadaniach przyjmuje się 1 dm3 roztworu?
Bo stężenie molowe jest z definicji w mol/dm3. Jeśli przyjmiesz 1 dm3, to końcowy krok upraszcza się do c=n (bo V=1). Zmniejsza to ryzyko błędów jednostek i ułatwia kontrolę sensowności wyniku.
Jak przeliczyć 1,84 g/cm3 na masę 1 dm3 roztworu?
Najpierw użyj przeliczenia objętości: 1 dm3 = 1000 cm3. Masa wynosi więc: m = 1,84 g/cm3 · 1000 cm3 = 1840 g. To masa całego roztworu, a nie samego kwasu.
Jaką masę molową przyjąć dla kwasu siarkowego(VI) H2SO4?
Najczęściej przyjmuje się ok. 98,08 g/mol. Wynika to z sumy mas atomowych: 2×H + S + 4×O. Na egzaminie dopuszczalne są drobne różnice zaokrągleń, ale trzeba zachować spójność w całym obliczeniu.
Dlaczego wynik stężenia molowego dla 98% H2SO4 jest tak duży?
Roztwór 98% to bardzo stężony kwas. W 1 dm3 jest dużo masy (gęstość 1,84 g/cm3 daje 1840 g/dm3), a prawie cała ta masa to H2SO4. Po podzieleniu przez masę molową (~98 g/mol) wychodzi kilkanaście–kilkadziesiąt moli na dm3.
Czy gęstość roztworu H2SO4 zależy od temperatury?
Tak. Gęstość cieczy, w tym roztworów kwasu siarkowego(VI), zmienia się wraz z temperaturą. Dlatego w tablicach podaje się zwykle temperaturę odniesienia (np. 20°C). W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się, że podana gęstość obowiązuje w warunkach zadania.
Jakie są najczęstsze błędy w obliczeniach molowości z gęstości?
Najczęściej: (1) pomylenie dm3 z cm3 i brak mnożenia przez 1000, (2) potraktowanie 98% jak 98 g w 1 dm3 zamiast 98% masy, (3) użycie złej masy molowej lub jednostek, (4) przesunięcie przecinka w wyniku bez sprawdzenia rzędu wielkości.
Co zrobić, gdy w odpowiedziach są wartości różniące się o rzędy wielkości?
Zastosuj kontrolę sensowności: 98% H2SO4 i duża gęstość oznaczają, że w 1 dm3 jest prawie 2 kg roztworu, czyli ~1,8 kg kwasu. Dzieląc przez ~100 g/mol dostajesz ~18 mol. Jeśli wychodzi 0,018 lub 0,0018, to znaczy, że popełniono błąd jednostek lub skali.
Jak przygotować się do zadań o stężeniach na egzaminie technika chemicznego?
Ćwicz schemat: 1 dm3 → masa z gęstości → masa substancji z % → mole z masy molowej → molowość. Rób dużo zadań mieszanych (%, gęstość, rozcieńczanie) i zapisuj jednostki przy każdym kroku. To najszybciej eliminuje typowe błędy.
info

Około 38% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Przyjmij 1 dm3 roztworu.Masa roztworu: 1,84 g/cm3 × 1000 cm3 = 1840 g.Masa H2SO4: 0,98 × 1840 g = 1803,2 g.Liczba moli: 1803,2 g / 98,08 g/mol ≈ 18,4 mol, więc c ≈ 18,4 mol/dm3."

Źródła:

  • NIST Chemistry WebBook: Sulfuric acid (H2SO4) – Molecular weight 98.07848 g/mol, https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7664939 (dostęp: 2026-02-18)
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics – tabela właściwości roztworów H2SO4 (gęstość w funkcji stężenia i temperatury), CRC Press, aktualne wydania (weryfikacja danych tabelarycznych wymaga dostępu do konkretnego wydania) – informacja ogólna o źródle danych
  • Perry's Chemical Engineers' Handbook – sekcja danych fizykochemicznych (roztwory kwasu siarkowego, zależność gęstości od stężenia i temperatury); McGraw-Hill, (konkretne wartości zależą od wydania) – informacja ogólna o źródle danych

Materiały:

  • Tablice chemiczne: masy molowe i przeliczenia jednostek
  • Podręcznik do chemii ogólnej/chemii fizycznej (działy: roztwory, stężenia, gęstość)
  • Zestawy zadań rachunkowych z roztworów (molowość, % m/m, gęstość)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego